我国煤气化技术的特点及应用

曹伟(安徽 合肥 东华工程科技股份有限公司,安徽 合肥 230024)

1 我国发展煤气化技术的可行性和必要性

煤气化技术被发明是在十八世纪中叶，人们进行煤气化探索的最初目的，是将固有的煤炭能源利用方式加以改变；时至今日，煤气化技术已经成为了现代工业发展中的一个重要部分，并出现了大量的化工产品。

从上世纪五十年年代中期，我国就针对煤气化技术进行了相关的研究，尤其在合成氨和甲醇工业方面取得了巨大的进步，截至目前，由煤气化技术为基础的甲醇和合成氨产量，已经占据了国内工业产品生产的大部分市场份额。

首先，我国开展煤气化技术研究生产具有先天的优势条件，在煤炭资源储备方面，中国的煤炭储量位居世界前列，同时在煤炭种类方面也有较多的选择，适合煤气化技术的不同工艺流程。丰富的资源为发展煤气化技术奠定了条件，提供了可行性。

其次，积极发展煤气化技术对我国的化工产业发展具有十分重要的意义。结合现实情况不难发现，我国的能源储备结构并不合理，在主要的三种能源中，煤炭资源储备丰富，但是石油和天然气的储量相对匮乏，如果将人均拥有量考虑在内的话，我国的石油和天然气产业并不发达，每年依赖大量的进口就是最好的证明。

随着我国社会现代化的发展越来越快，经济水平越来越高，客观上对能源的利用形式提出了多样性的要求，为了弥补这一缺陷，积极发展煤气化技术的重要性就不言而喻了。

2 我国主要的煤气化技术及特点

结合煤气化技术的应用，我国在甲醇和合成氨生产规模上位居世界第一位，主要应用的技术类型有三种，分别是固定床技术、流化床技术和气流床技术三种，需要说明的是，这三种技术的分类是基于煤气化技术中煤气炉类型划分的。

2.1 固定床技术

目前我国合成氨化工产品的生产中，超过70%以上的产能是利用固定床技术进行的，这是一种在国内应用最早、最广泛的技术；经过将近三十年的技术公关，现阶段已经形成了比较完善的技术体系和自主产权，同时在生产工艺、设备制造、产品回收等环节实现了国产自动化。

从原理上来说，固定床技术是利用了固定曾间歇气化早期系统，在汽化炉内的粗煤气形成之后，通过固定床技术实现粗煤气的提取、净化、回收等流程；多年来的发展，固定床技术也出现了不同的工艺分支，例如干煤气、水煤气等。这一技术对环境的以来程度不高，一般的煤化工企业皆可安装。

其特点是采用间歇制气机制，不需要专门的气化剂，环境依赖程度低，缺点也是十分明显的，由于对碳的利用程度不高，所以转化率行业年底，平均的煤气发生率在20%左右，不适合大规模的企业生产。同时在原材料方面的限制也比较苛刻，固定床技术主要采用无烟煤为生产原料，这无疑增加了预处理环节的成本支出，也可以理解为后期的条件宽泛来源于前期的预处理条件严格。

2.2 流化床技术

相对于固定床技术而言，流化床技术在我国出现的时间较晚，在上世纪九十年代才进入中国。但是，流化床技术的发展速度很快，因为对气化剂的要求十分宽松（可以采用多种气化剂），同时生产最终产品中的选择程度也很大，如：空气煤气、水煤气等不同类型，对要求不高的小型企业和民用领域而言完全可以满足，因此这一技术的的普及速度很快，目前已经完全实现了设备国产化。

流化床技术发展和普及速度快的另外一个原因，在于对煤种的要求同样宽泛，除了无烟煤之外，褐煤、长焰煤以及其他弱粘性煤质都可以使用。由于这种特性，国内大部分企业用来生产合成氨取得了交好的效果。

流化床技术的优点是设备投资少、原料成本低；但缺点是对与煤质的黏性要求很高，一般为弱粘性，所以在进行原材料预处理过程中，还需要更多的准备工作，这一缺点目前还没有更好的解决方法。

2.3 气流床技术

气流床技术的优点是对煤种和煤质的使用能力强，预处理环节较为轻松，主要采用煤粉形式喷射到气化炉内。这种方法的工艺流程十分灵活，便于生产过程中变换装置的改造，同时煤粉在炉内反应之后形成的炉渣便于清理，设备对煤质不存在黏性要求。

同样，缺点是也是由于煤粉这种特殊的形式造成的，煤粉粒度越小，对灰熔点的要求就越低；对于汽化炉反应而言，灰熔点低会造成煤炭资源的反应不充分，对原材料造成很大的浪费，为了顺利进行反应就必须添加助熔剂，如氧化钙或二氧化三铁等成分，由此而提高了生产的成本。

3 结语

从我国的能源现状考虑，积极发展煤气化技术可以丰富能源结构，促使社会能源均衡利用，为国内的经济发展稳定作出贡献。单纯地从技术角度来说，当前存在的主流三种技术各自都有优缺点，在实际应用过程中，要根据生产产品、生产环境、生产流程和其他要求进行选择，从而挑选出最合适的工艺方式。现实情况来看，我国对气流床技术的应用较多，原因就在于对煤种和煤质的适应能力较强，以此为基础，积极展开对其流出技术的研究是下阶段的发展趋势。

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